Сравнительная характеристика синтетических и органических пенообразователей

В настоящее время в технологии изготовления неавтоклавного пенобетона большое распространение получили пенообразователи, которые условно можно разделить на две группы — синтетические и органические.

Главными технологическими показателями всех пенообразователей, используемых при приготовлении неавтоклавного пенобетона, являются высокая пенообразующая способность и высокая пеноустойчивость. Эти технологические показатели пенообразователей обеспечивают получение качественного пенобетона с заданными технологическими свойствами.

Обычно эти показатели характеризуют свойства непосредственно самих пенообразователей и не отражают их поведение при работе в пенобетоне. Сами пенообразователи могут иметь высокую пенообразующую способность, но при смешении с цементно-песчаной суспензией терять значительную часть объема. Эти недостатки присущи большинству синтетических пенообразователей марок ПО 3, ПО 6, ПО 6К. Органические пенообразователи СДО, СНВ, обладая высокой пеноустойчивостью, не обеспечивают достаточной пенообразующей способности. Большинство пенообразователей, используемых в настоящее время для приготовления пенобетона, как правило, лишены этих недостатков.

Существенным технологическим показателем свойств пенобетона является кинетика набора его прочности. От этого показателя зависит продолжительность достижения манипуляторной (разопалубочной) и марочной прочности. Однако вопросы влияния типа пенообразователя на кинетику набора прочности неавтоклавного пенобетона в настоящее время недостаточно изучены. Можно только отметить, что основные технологические требования, предъявляемые к пенообразователям на стадии приготовления пенобетона, вступают в противоречие с технологическими требованиями по ускоренному набору прочности неавтоклавного пенобетона. Образуя на поверхности зерен портландцемента плотный адсорбционный слой, пенообразователи сильно замедляют процессы гидратации портландцемента и, соответственно, сильно тормозят набор прочности неавтоклавного пенобетона.

Нами изучалось влияние типа пенообразователя на кинетику набора прочности неавтоклавного пенобетона. Для приготовления неавтоклавного пенобетона марки D500 использовался портландцемент марки ПЦ 400 Д0, органический пенообразователь «Биопор» и синтетические пенообразователи.

«Пионер» и ПБ 2000. В силу того, что синтетические пенообразователи обладают более высокой пенообразующей способностью, чем органические, пенобетон, приготовленный с их использованием, имел плотность меньшую, чем расчетная, что затруднило объективную оценку набора прочности. Для объективной оценки набора прочности использовалась расчетную прочность пенобетона, приведенная к единой плотности 500 кг/м3. Поскольку зависимость прочности пенобетона от его плотности адекватно аппроксимируется логарифмической функцией, при помощи данной функции осуществлялась линеаризация, определялся коэффициент пропорциональности линейной зависимости (тангенс угла наклона прямой), а при помощи коэффициента пропорциональности осуществлялся перерасчет прочности на единую плотность. Схема расчета выглядит следующим образом:

c=ln (?), (1)

r=ln (Rсж), (2)

k=r/c, (3)

R500=ek•ln (500), (4)

где? — фактическая плотность пенобетона, кг/м3,

? — приведенная логарифмическая плотность,

Rсж — фактическая прочность пенобетона при сжатии, МПа,

r — приведенная логарифмическая прочность,

k — коэффициент пропорциональности,

R500 — прочность пенобетона при сжатии, приведенная к единой плотности.

На рис. 1 приведена зависимость прочности пенобетонов, приготовленных на различных пенообразователях, от продолжительности хранения в воздушно-сухих условиях.

Рис. 1. Зависимость прочности пенобетонов, приготовленных на различных пенообразователях, от продолжительности хранения в воздушно-сухих условиях.

Из приведенных данных видно, что пенобетоны, приготовленные с использованием синтетических пенообразователей, существенно уступают в наборе прочности пенобетону, приготовленному на органическом пенообразователе «Биопор».

В концентрат органического пенообразователя «Биопор», представляющий собой гидролизованную кровь, при приготовлении пенообразователя добавляется неорганический стабилизатор. Возможно, неорганический стабилизатор и оказывает положительное влияние на скорость набора прочности пенобетона.

Для проверки данного положения осуществлялся подбор состава сухого пенообразователя на клееканифольной основе с использованием симплекс-решетчатого планирования. Состав клееканифольной основы оставался постоянным, а варьировалось содержание комплексной неорганической добавки. Комплексная неорганическая добавка состояла из смягчителя воды, нейтрализатора и стабилизатора. В соответствии с симплексным планом осуществлялось варьирование указанных неорганических компонентов, которые смешивались с клееканифольной основой. Из данной сухой композиции готовился пеноконцентрат, который после приготовления выдерживался в течение суток для полного гидролиза протеинов. После выдержки концентрат использовался для приготовления пенообразователя при соотношении «концентрат — вода» 1:30. У готового пенообразователя с помощью прибора, изображенного на рис. 2, определялась пенообразующая способность и пеноустойчивость. Пенообразующая способность оценивалась по продолжительности заполнения стакана пеной, с, а пеноустойчивость, по количеству отделившейся воды от объема пены за 30 мин, мл.

Результаты испытаний свидетельствуют, что при максимальном содержании в смеси стабилизатора наблюдается наихудшая пенообразующая способность и пеноустойчивость (красные области). На рис. 4 можно выделить две области, обладающие неплохой пенообразующей способностью (зеленые области). В этих же областях наблюдается неплохая пеноустойчивость. Для проведения дальнейших испытаний были выбраны два состава пенообразователя, отмеченные на рис. 4 точками A и B.

Выбранные пенообразователи использовались для приготовления пенобетона и оценки кинетики набора прочности в соответствии с методикой, описанной выше. Результаты испытаний, приведенные на рис. 1, свидетельствуют, что клееканифольный пенообразователь A обеспечивает в равные сроки набор прочности пенобетона, в 2 раза превосходящей прочность пенобетона на пенообразователе ПБ 2000. При этом следует отметить, что смягчитель обеспечивает полифункциональное действие в пенообразователе, поскольку является одновременно ускорителем твердения портландцемента.

Для математической оценки продолжительности достижения пенобетоном марочной прочности готовились растворы жидко-подвижной консистенции при соотношении «песок — цемент» 3:1 и водоцементном соотношении 0,7. Растворы готовились с добавлением в воду затворения по 0,4% исследованных пенообразователей. Контрольный образец, по которому оценивалась марочная прочность, готовился на чистой воде. Результаты испытаний растворов представлены на рис. 7.

Рис. 7. Кинетика набора прочности растворов, содержащих в воде затворения различные пенообразователи

Результаты данных испытаний подтверждают результаты испытаний пенобетонов и позволяют дополнительно отметить, что марочная прочность образцов с добавкой «Биопора» и клееканифольного пенообразователя A выше контрольного образца. При помощи данных испытаний получены аппроксимирующие логарифмические уравнения, адекватно описывающие поведение растворов при твердении:

Rсж (ПБ 2000) = –0,8546 + 3,0539lg (x), (5)

Rсж (Биопор) = –5,2303 + 9,2091lg (x), (6)

Rсж (Пионер) = –1,7186 + 4,3596lg (x), (7)

Rсж (Кл. -кан. B) = –3,2563 + 6,4982lg (x), (8)

Rсж (Кл. -кан. A) = –4,1292 + 8,5508lg (x), (9)

Rсж (Контр) = –5,2272 + 9,0806lg (x), (10)

где x — продолжительность твердения, сут.

Расчеты при помощи формул 5–10 показывают, что образцы на пенообразователе ПБ 2000 достигнут марочной прочности уровня контрольного образца лишь через два года.

Результаты работы убедительно свидетельствуют, что синтетические пенообразователи, широко используемые в настоящее время в практике приготовления пенобетона, оказывают сильное подавляющее действие на скорость набора его прочности.

Разработан сухой клееканифольный пенообразователь, лишенный недостатков, присущих синтетическим пенообразователям. Концентрат из сухого пенообразователя можно приготовить непосредственно на месте изготовления пенобетона.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)